Op 21 maart publiceerde Golem, een website over technisch nieuws, een blogpost waarin stond dat een team van het Tokyo Institute of Science een technologische doorbraak had bereikt. Ze slaagden erin om voor het eerst LED-licht om te zetten in elektrische energie en realiseerden een draadloze stroomvoorziening zonder batterijen of kabels.
Volgens het rapport behoort deze technologie tot het gebied van optische draadloze vermogenstransmissie (OWPT). Het basisprincipe is om elektrische energie om te zetten in lichtenergie voor transmissie, waarna een fotovoltaïsche ontvanger de lichtenergie weer omzet in elektrische energie. In tegenstelling tot eerdere lasergebaseerde oplossingen maakt deze nieuwe technologie gebruik van krachtige leds, wat een veelbelovende manier biedt om apparaten binnenshuis van stroom te voorzien.
De belangrijkste voordelen van deze technologie liggen in de hoge veiligheid en lage kosten. In binnenruimtes met een hoge dichtheid aan IoT-apparaten moeten draadloze energieoverdrachtssystemen voldoen aan strenge veiligheidsvoorschriften om schade aan ogen en huid te voorkomen.
Traditionele laseroplossingen kunnen vanwege hun hoge energiedichtheid niet aan deze eisen voldoen, terwijl LED-technologie inherent veiliger is. Het onderzoeksteam wijst erop dat deze eigenschap het ideaal maakt voor het bouwen van een duurzame infrastructuur voor IoT-apparaten binnenshuis en gelijktijdige, ononderbroken stroomvoorziening aan meerdere doelen mogelijk maakt met behulp van AI-beeldherkenning.
Om energieverlies en prestatiefluctuaties onder wisselende lichtomstandigheden tijdens draadloze LED-stroomoverdracht over lange afstanden te overwinnen, ontwikkelde het onderzoeksteam een adaptief systeem met dubbele modus dat zich automatisch aanpast aan zowel lichte als donkere binnenomgevingen.
De sleutel tot dit systeem ligt in een adaptief optisch systeem, bestaande uit een instelbare vloeistoflens en een beeldvormende lens. Dit systeem past de bundelgrootte automatisch aan op basis van de afstand en de grootte van de ontvanger, wat zorgt voor een optimale energieoverdracht.
Voor een nauwkeurige positionering van de straal integreert het systeem een dieptecamera en een verstelbare reflector, aangestuurd door een stappenmotor. De RGB-sensor in de dieptecamera identificeert de locatie van de fotovoltaïsche ontvanger, terwijl de infraroodsensor het lichtpunt van de straal lokaliseert.
Bovendien bevestigden de onderzoekers een retroreflecterende folie aan de rand van de ontvanger, die het infraroodlicht van de dieptecamera reflecteert. Dit zorgt voor een duidelijke contouren van de ontvanger, zelfs in volledige duisternis, en garandeert een stabiele werking van het systeem, 24 uur per dag.
Het onderzoeksteam introduceerde bovendien een convolutioneel neuraal netwerk (CNN) gebaseerd op het SSD-algoritme, wat de nauwkeurigheid van de doelherkenning aanzienlijk verbeterde. Tijdens het experiment bleek het systeem naadloos te werken in zowel lichte als donkere omgevingen, met een succesvolle efficiënte en stabiele energieoverdracht over een afstand tot 5 meter. Volgens het onderzoeksrapport heeft de in het systeem gebruikte ledchip een stralingsstroom van 1,53 watt.